[发明专利]一种钢包自动增氮装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于炼钢工艺技术领域，特别涉及一种用于转炉冶炼含氮钢种时对钢包内钢水进行自动控制增氮装置及其方法。

背景技术

含氮钢种厚板坯的氮含量范围要求在0.008-0.015%之间，目标氮含量为0.012%。目前，国内炼钢厂在生产含氮钢种的厚板坯时，普遍采取将转炉底吹氩气临时手动改为底吹氮气的方式进行钢水增氮操作，人工控制氮的含量。虽然上述增氮方法较为简单，所需控制装置较少，但从实际生产效果看，却存在着人为因素影响大，增氮量控制不准确，从而使氮含量难以满足含氮钢种要求的问题，造成改钢损失。

发明内容

本发明的目的旨在消除上述缺陷，提供一种可自动准确控制氮的加入量，确保氮含量符合含氮钢种要求，避免改钢损失的钢包自动增氮装置及方法。

为此，本发明所采取的解决方案是：

一种钢包自动增氮装置，包括氩气气源、氩气稳压包、氩气总管压力表、流量控制器、工作压力表及工作流量表，其特征在于，增设氮气气源、氮气稳压包、氮气总管压力表、切换阀、管理计算机、过程计算机、PLC及相关管道；

氮气气源经由氮气管道连接氮气稳压包、氮气总管压力表和切换阀，切换阀通过气体管道依次连接流量控制器、工作压力表、工作流量表及钢包，管理计算机通过过程计算机连接PLC，连接氩气气源、氩气稳压包、氩气总管压力表的氩气管道另一端接于氮气总管压力表与切换阀之间的氮气管道上，切换阀、工作压力表及工作流量表分别与PLC连接。

一种应用上述钢包自动增氮装置的方法，其自动增氮控制过程为：

1、生产含氮钢种时，管理计算机将包括化验钢水氮含量、钢种目标氮含量数据的冶炼信息发送给过程计算机。

2、过程计算机根据冶炼信息计算生成氮气量目标值，并将生成的氮气量目标值发送给PLC。

3、PLC根据氮气量目标值对切换阀进行控制：当氮气累积量未达到氮气量目标值时，将切换阀转为氮气开路状态；当氮气累积量达到氮气量目标值时，将切换阀转为氩气开路状态。

4、当切换阀转为氮气开路状态时，氮气由氮气气源通过氮气稳压包、氮气总管压力表和切换阀进入气体管道，再经由流量控制器、工作压力表、工作流量表进入钢包内，完成一次增氮过程。

5、当切换阀转为氩气开路状态时，氩气由氩气气源通过氩气稳压包、氩气总管压力表及氮气管道进入切换阀，再通过气体管道经由流量控制器、工作压力表、工作流量表进入钢包内，完成一次底吹氩气过程。

本发明的有益效果为：

本发明可消除人为因素的影响，避免手动增氮的弊端，实现增氮的自动准确控制，使含氮钢厚板坯的氮含量精确控制在0.008-0.015%的范围之内，并可根据需要达到目标氮含量的要求，按照0.01%的精度控制厚板产品的氮含量，从而减少改钢损失，提高钢种合格率和企业的经济效益。

附图说明

图1是钢包自动增氮装置结构框图。

具体实施方式

由图1可见，本发明钢包自动增氮装置是在原有氩气气源、氩气稳压包、氩气总管压力表、流量控制器、工作压力表、工作流量表、氩气管道及气体管道的基础上，增设了氮气气源、氮气稳压包、氮气总管压力表、切换阀、管理计算机、过程计算机、PLC及氮气管道，并将氩气管道与氮气管道连接，实现了氩气与氮气的自动转换。

其具体连接方式为：新增的氮气系统的氮气气源通过氮气管道依次连接氮气稳压包、氮气总管压力表和切换阀，切换阀通过气体管道连接流量控制器、工作压力表、工作流量表及钢包。管理计算机通过过程计算机连接PLC。氩气气源则通过氩气管道连接氩气稳压包和氩气总管压力表，从氩气总管压力表出来的氩气管道的另一端连接在氮气总管压力表与切换阀之间的氮气管道上。同时，切换阀、工作压力表及工作流量表分别与PLC连接。

本发明钢包自动增氮方法的控制过程为：

1、生产含氮钢种时，管理计算机将包括化验钢水氮含量、钢种目标氮含量数据的冶炼信息发送给过程计算机。

2、过程计算机根据冶炼信息计算生成氮气量目标值，并将生成的氮气量目标值发送给PLC。

3、PLC根据氮气量目标值对切换阀进行控制：当氮气累积量未达到氮气量目标值时，将切换阀转为氮气开路状态；当氮气累积量达到氮气量目标值时，将切换阀转为氩气开路状态。

4、当切换阀转为氮气开路状态时，氮气由氮气气源通过氮气稳压包、氮气总管压力表和切换阀进入气体管道，再经由流量控制器、工作压力表、工作流量表进入钢包内，完成一次增氮过程。

5、当切换阀转为氩气开路状态时，氩气由氩气气源通过氩气稳压包、氩气总管压力表及氮气管道进入切换阀，再通过气体管道经由流量控制器、工作压力表、工作流量表进入钢包内，完成一次底吹氩气过程。